地质工程学讲义第五讲.ppt

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第五讲地质工程勘察试验与监测5.1工程地质调查与勘探5.2地质灾害调查与勘探5.3地质工程（滑坡）试验5.4工程地质监测5.5边坡（滑坡）工程模型试验5.1工程地质调查与勘探5.1.1工程地质调查工程地质条件：

是指与工程活动相关的地质环境要素的总和，主要包括地形地貌、地层岩性、地质结构、构造、水文地质、不良地质现象和天然建筑材料等。

（1）地貌条件工程地质区表部形态调查，对工程的规模、布设、施工有重要影响。

（2）地层岩性是工程地质条件的基本要素，主要查明岩土的类型、特征、组成、结构、工程性能等。

（3）地质结构、构造包括工程地质区地质构造分布特征及对工程的影响，工程布设区地层岩性组合、节理裂隙、风化程度。

（4）水文地质调查主要查明地下水的储存、补给、排泄、渗流运动等特征。

含水层、隔水层的空间分布、特征岩、土渗透性能及补给排泄条件地下水的类型与动态（5）不良地质现象内动力地质作用火山地震外动力地质作用5.1.2工程地质勘探

（1）工程地质勘探的任务：

查清地下岩土分布、特征、地质结构组成、水文地质条件和取样试验

（2）工程地质勘探的方法工程地质物探滑坡崩塌（落石）溜砂坡（碎屑坡）泥石流（山洪）岩溶地面塌陷、沉降电法勘探地震法勘探工程地质钻探工程地质坑（槽）探（3）工程地质勘探布置与选择：

最少勘探量，取得必须较完善的地质资料。

5.2地质灾害调查与勘探5.2.1普通边坡调查与勘查5.2.1.1调查与勘察的目的

（1）查清边坡的性质、特征及其变形

（2）为边坡加固设计、施工提供必要的资料5.2.1.2调查与勘测的主要内容

（1）边坡自然地质环境调查u地形地貌（坡形、坡高、坡度、坡面特征）u地质（地层岩性、地质构造、地震）u自然特性（气象、水文、生态、社会经济）

（2）边坡组成结构特征与试验（地层岩性、坡体结构、节理裂隙展布、取样试验）（3）边坡变形稳定性加固必要性（变形特征、风化程度、稳定分析、加固必要性）5.2.1.3调查、勘测的方法和手段

（1）地面调查、测量与填图

（2）边坡勘探u钻探（探明坡体内部组成、结构、软弱面、夹层、节理、风化深度、地下水等）u物探u坑探、槽探（探明边坡表部特征）（3）边坡岩土取样试验（原位试样、取样、物理水理、抗剪试验）5.2.1.4调查与勘测阶段划分

（1）可研阶段勘察（初勘）

（2）初设阶段勘察（详勘）（3）施工图设计阶段勘察（补充详勘）5.2.2滑坡（含崩塌）调查与勘测5.2.2.1滑坡调查

（1）调查的主要内容滑坡区地质环境调查（地形、地貌、地层岩性、地质构造、地下水、地震等）气象水文特征（降雨、气候、河流及冲刷、水文参数计算）滑坡区生态与社会经济（植被、耕地、村民、住房、公路、铁路、其它工程）滑坡基本特征（周长、台坎、裂缝、洼地、组成物、滑动时间、过程、运动特征和危害等）

（2）滑坡调查方法收集前人资料（地形图、地质图、气象水文资料、地震资料、前人工作之后做的资料）滑坡现场调查访问当事人、目击者、知情人、老人将调查结果填入地质灾害编目表（滑坡登记表）5.2.2.2滑坡勘测

（1）滑坡勘测的主要内容滑坡体内部组成及结构特征滑动面埋藏深度及特征采样试验（送实验室、现场）

（2）滑坡勘探方法u大比例尺地形图测量（1：

500或1：

1000）u勘探网布置：

u中、小型滑坡纵向勘探剖面23条，横向12条，每条勘探剖面，勘探点不少于3个u大型滑坡纵向勘探剖面35条，横向23条，每条勘探剖面，勘探点不少于5个u钻探滑动面探测（干钻、岩心、手感、进尺特征、综合判别）u物探与钻探结合，可减少钻孔数量u坑、槽探布置在滑坡体的前后缘和两侧，一般46个，探坑深度1.52.0m为宜。

实例：

中尼公路卡如滑坡长：

近300m宽：

150m滑体厚：

25m估算体积：

112万m35.2.2.3区域滑坡调查

（1）区域滑坡调查的主要内容区域滑坡自然地质环境调查区域滑坡特征与分布规律调查区域社会经济调查

（2）区域滑坡调查方法资料收集滑坡航（卫）判译区域滑坡现场考察a考察路线选择按流域考察；按块块考察；条带与块块结合考察。

b考察方法找当地干部、群众访问；到滑坡现场查证区域滑坡调查总结及总结报告编写a.资料整理b.专业图件编汇c.调查报告编写5.2.3溜砂坡调查与勘测5.2.3.1溜砂坡形成环境调查5.2.3.2溜砂坡基本特征调查坡面特征（形态、坡角。

休止角、植被特征）砂坡体特征（组成、结构、厚度）砂坡运动危害（砂粒运动特征、危害方式）5.2.3.3溜砂坡调查与勘测的方法

（1）地面调查与测量（地形地貌、地质构造、地层岩性、岩体风化特征、砂坡表部特征）

（2）钻探内部组成、结构、堆积厚度（3）物探内部组成、结构、堆积厚度（4）坑槽探（砂坡表部组成、结构）5.3地质工程（滑坡）试验5.3.1试验的目的

（1）为较全面了解滑坡岩土的工程性能提供试验资料

（2）为滑坡发生机理、稳定分析、防治工程设计提供试验参数5.3.2试验项目

（1）滑坡体岩土的常规物理、力学性质试验：

土的含水量、粒度、密度、稠度、渗透、抗压、抗剪等。

岩石加做弹模和泊松比试验

（2）滑带土试验：

除上述常规试验外，加做饱和抗剪峰值、多次剪和残余剪强度试验，必要时加做土的流变试验（3）岩土矿物组成、化学组成试验，必要时加做滑带土微结构试验5.3.3试验方法

（1）取样室内试验

（2）现场岩土原位试验5.4工程地质监测5.4.1边坡变形和滑坡动态观测5.4.1.1边坡变形和滑坡动态监测原理

（1）滑坡动态监测的目的意义全面了解滑坡形成过程、特征为边坡加固和滑坡防治决策制定提供资料是滑坡、崩塌预报预警的基础工作

（2）滑坡形成的阶段性及最好监测时段蠕变变形阶段弹塑性变形（微裂）（时间较长，地表不易发现）无法监测；蠕滑变形阶段匀速裂变（时间长，大多在2年以上）最好时段；滑移变形阶段加速裂变（时间3个月以上）最好时段；剧滑变形阶段全面整体启动滑移（时间很短几分十几分钟）特殊监测。

5.4.1.2滑坡（边坡）变形监测的主要内容

（1）滑坡（边坡）变形直接观测水平位移垂直位移滑面位置

（2）滑坡（边坡）变形间接观测地下水观测（水位、水质）滑体上建筑物（房屋、水池、田、粪坑）动物异常观测5.4.1.3滑坡（边坡）变形观测方法

（1）大地控制测量经纬仪（全站仪）GPS定位航空（卫星）遥感

（2）滑坡深部变形（滑动面）滑面计（钻孔测斜仪）钻孔垂球法光纤光栅传感器开始应用于变形观测中（3）排桩法（4）裂缝简易观测（5）地表变形巡视监测5.4.2滑坡崩塌发生时间预报5.4.2.1滑坡崩塌预报原理

（1）滑坡、崩塌形成阶段性

（2）滑坡崩塌发生前的突发性，抓住突发发生的规律和时间就可预报。

5.4.2.2滑坡崩塌预报分级及分析预报方法

（1）长期预报（2年以上），地表变形、环境条件、变形调查、工程地质综合分析

（2）中短期预报（1年左右）：

地表、地下变形监测诱发因子分析法（降雨、地震、开挖、灌水）位移历时曲线分析法（3）临报和警报临报（3天前发布，告诉人们此边坡近几天要发生滑坡崩塌，开始撤离到全地方）警报（3天内发布）一级警报（23天内发布，组织危险区内赶快撤离）二级警报（1天左右发布，组织危险区内抓紧撤离）三级警报（几小时内左右发布，危险区内全部撤离，禁止行人车辆进人，全封闭。

日本学者斋腾先生利用第三蠕变阶段的规律，当应变时对应的时间即为滑坡区滑动开始时间。

基础表达式为：

式中：

为应变量；0为tt0时的应变量；t为预报时刻（最后一次观测的时刻）；tr为蠕变破坏的预报时刻；a为常数。

5.5边坡（滑坡）工程模型试验5.5.1边坡（滑坡）变形破坏模型试验原理反演滑坡形成，边坡变形破坏机理5.5.2模型试验类型5.2.1滑坡形成、边坡变形破坏机制模型试验5.2.2滑坡形成、边坡变形破坏相似模型试验5.2.3加固防治工程模型试验